Сенімділік теориясымен шешілетін негізгі есептеулер
Дәріс Кіріспе. Сенімділік теориясының негізгі ережелері Дәріс жоспары: 1. Сенімділік теориясының негізгі ұғымдары мен анықтамалары. 2. Сенімділік теориясымен шешілетін негізгі есептеулер 1. Негізгі ұғымдары мен анықтамалар Темір жол көлігі өзімен бірге күрделі техникалық жүйені көрсетеді. Оның әр түрлі салалары (шаруашылықтары) бірнеше қосалқы (кішігірім) жүйелерді құрайды, солардың біреуі – жолдарды электрмен жабдықтау. Әрбір қосалқы жүйенің функцияланудағы мақсаты темір жол көлігінің тағайындалуына сәйкес болуы керек – жүктер мен жолаушыларды тасымалдауды жабдықтау керек. Техникалық жүйелерді тиімді функцияландыру көрсеткіштерінің біріне сенімділікжатады. Ол экономикалық көрсеткіштермен тығыз байланысады. Тиімді сенімділікті таңдау да, көптеген инженерлік шешімдер (мәселелер) сияқты, өзімен бірге альтернативті шарттары бар мәселені бейнелейді. Сенімділік жоғары болған сайын, техникалық құрылғылардың істен шығуларынан болатын шығындар мен залалдар азая береді. Ал екінші жағынан алып қарағанда, оны жоғарылату үшін қосымша шығындар болуы мүмкін. Техникалық жүйені функцияландыру мақсаты коммерциялық белсенділікпен жүзеге асырылатынын (коммерциялық пайдалану) атап өту керек. Мысалы, электрмен жабдықтау шаруашылығы үшін, ол, сыртқы жүйелерден алынатын электр энергияны темір жолдардың тартылым және тартылым емес тұтынушылары пайдалану үшін қолайлы түрге түрлендірумен, сонымен қатар олардың арасында электр энергиясын таратумен қорытындыланады. Электр энергиясын темір жолдың барлық қызметтері тұтынатындықтан, электрмен жабдықтау құрылғыларының тиімді сенімділігін таңдау үшін берілген қосалқы жүйенің басқа қосалқы жүйелермен өзара әсерлесу заңдылықтарын білу қажет. Істен шығулармен туындалатын шығынды (залалды) екі құраушыға бөлуге болады: - істен шығу уақытында (кезеңінде) техникалық құрылғыларды немесе жүйені коммерциялық пайдаланудан болатын кірістердің төмендеуі (коммерциялық шығын (залал)); - құрылғыларды қайта қалпына келтіру кезіндегі шығындар (техникалық шығын). Техникалық шығын өз кезегінде істен шығулардың санынан (мөлшерінен) және ұзақтылығынан (қайта қалпына келтіру уақытынан) тәуелді болады. Сондықтан да кез келген инженер алдына қойылған мәселені (мақсатты) шешу үшін сенімділік көрсеткіштерінің өзгеру себептері мен заңдылықтарын, электрмен жабдықтау жүйесінің жеке элементтерінің жұмыс қабілеттілігін (жарамдылығын) білуі керек және оларды есептей білуі қажет. Көлік құрылғыларының істен шығуларынан болатын толық шығын темір жолдың белгілі бөлігінің өткізу қабілеттілігін пайдалану дәрежесіне(н) байланысты (тәуелді) болады. Қозғалыс графигінің бұзылуын болдыратын құрылғылардың жұмыстық күйлерін (қабілеттілігін) қалпына келтіру уақыты ұзақ болған сайын, тоқтап тұрған поездардың саны көп болады. Істен шығулар технологиялық үрдістің (жүктер мен жолаушылар тасымалдаудың) бұзылуынан басқа, поездардың апатқа ұшырауына, адамдардың өліміне және экологиялық апаттардың болуына әкеліп соқтыруы мүмкін. Бұдан басқа, темір жол көлігінің құрылғыларын интенсивті пайдалану (эксплуатациялау) олардың тез тозуын болдырып, істен шығуын жылдамдатады және істен шығулардың санын өсіреді. Сондықтан да өткізу қабілеттілігін пайдалану артқан сайын, сенімділікті жоғарылатын шаралардың да тиімділігі арта түседі. Жүйелердің және оларға кіретін элементтердің сенімділігі олардың құрылымының үш кезеңімен анықталады: жобалау, жасау және эксплуатациялау (пайдалану). Жобалау кезеңінде сенімділік төменде келтірілген қағидалармен қамтамасыз етілуі тиіс: - жоғары сенімділікпен құрылған құрылғыларды, элементтерді және тораптарды пайдалану; - асқын жүктемелерді есептемеген жағдайда механикалық, жылулық және тағы басқа жүктемелерге рұқсат етілетін жұмысы кезіндегі пайдалану шарттарын есепке алу; - жауапкершілігі жоғары және сенімділігі төмендеу құрылғыларды резервтеу; - тез жөндеу және ауыстыру үшін құрылғыларға, олардың тораптары мен элементтеріне оңай түрде қол жеткізу, яғни оларды тез арада жөндеу немесе ауыстыру мүмкіндігінің болуы. Дайындау (жасау) кезеңінде сенімділік: - жеке операцияларды орындау сапасы болсын, сонымен қатар дайындалған бүкіл құрылғылар мен жүйелерді орындау сапасын бақылаумен; - жасалып шығарылған құрылғылардың сапасы мен сенімділігін әр кезде (дер кезінде) тексеріп отырумен; - олардың сақталу және тасымалдану шарттарының регламенттелуімен қамтамасыз етіледі. Эксплуатациялау (пайдалану) кезеңінде сенімділік: - қоршаған ортаның және басқа да факторлардың параметрлері бойынша пайдалану шарттарын, сақтау және қоймаға орналастыру шарттарын қатаң түрде ұстаумен; - жүйелер мен құрылғыларға қызмет көрсету бойынша регламенттелген іс-шаралардың барлығын уақытында жүргізумен; - қызмет көрсетуші персоналдың біліктілігі мен жауапкершілік дәрежесенің жоғары болуымен қамтамасыз етіледі. Статикалық мәліметтер бойынша өлшеуіш және реттеуші аппаратураның істен шығуының 5-10 % ғана аппараттың көп жылдар бойы жұмыс істеп тозуымен, ал қалғандары жобалау кезінде болатын қателіктермен, өндірістен шыққанда ақаулануымен және білікті қызмет көрсетпегендіктен болатыны анықталды. Сенімділіктің көрсеткіштерінің біріне істен шығу интенсивтілігі жатады. Жұмыс өндірілімінің функциясында істен шығулардың интенсивтілігінің өзгеруінің классикалық қисығы үш бөліктен тұрады (1-сурет): жұмыс кезінде, қалыпты жұмыс және деградация. І - жұмыс істеу кезінде (приработка); ІІ – қалыпты жұмыс; ІІІ – деградация; 1-сурет. Жұмыс өндірілімнің әр түрлі кезеңдерінде істен шығулардың иненсивтілігі Істен шығу есептік (нормативті) мәндерінен асатын жүктемелердің әсерінен немесе беріктіліктің төмендеуінен де болуы мүмкін. Егер жүктеме өзімен бірге стационарлық (тұрақты) үрдісті көрсететін болса, онда «жұмыс істеу (приработка)» бөлігінде «қалыпты жұмыс» бөлігімен салыстырғанда істен шығулардың интенсивтілігінің жоғарылауы жеке элементтер мен тораптардың жетілдірмегендігі себепті олардың беріктілігінің төмендеуімен және дайындау, жинау және монтаждау технологияларының бұзылуымен түсіндіріледі. Бұл этапта (кезеңде) есептеу және жобалау кезінде жіберілген қателіктер табылуы мүмкін. Кейбір кезде жүктеме стационарлы емес (тұрақты емес) жоғарылайтын үрдіспен бейнеленуі мүмкін. Мысалы, экономика дамыған кезеңде электрмен жабдықтау құрылғылары бес жылдық эксплуатациялаудағы қозғалыс мөлшеріне шақтап жобаланды. Бұл жағдайда «жұмыс істеудің (приработканың)» ұзақтылығы ұлғайады. «Жұмыс істеу (приработка)» уақытын төмендету үшін техникалық құрылғыларды жоғары жүктеме кезінде сынақтауға болады. Әрине, дайындау, жинау және монтаждау технологиясын сақтай отырып, «жұмыс істеу» кезіндегі істен шығулардың интенсивтілігін азайтуға болады. Объектінің барлық ақаулар анықталған және жойылған кездегі, яғни қалыпты жұмысқа сәйкес келетін екінші бөліктегі сенімділігі жүктемелердің жоғарылауымен туындалатын кездейсоқ істен шығулармен анықталады. Бұл жоғарылаулардың табиғаты (пайда болуы) әр түрлі болуы мүмкін. Климаттық факторлардың әсерлеріне сынақталатын электрэнергетикалық объектілер, кернеулердің деңгейінен тәуелді бес, он жылда немесе он бес жылда бір рет қайталанатын жүктемеге есептеліп жасалады. Мысалы, түйіспелі тораптың құрылғылары он жылда бір рет қайталанатын климаттық әсерлерге төтеп беруі керек. Міне сондықтан жобалау кезінің өзінде-ақ істен шығулардың пайда болуы мүмкін. Кездейсоқ істен шығулардың екінші бір себебі – апаттық жүктемелердің болуы. Еркін қол жеткізілетін (мүмкіндік ететін) техникалық құрылғылар үшін (мысалы, әуе және түйіспелі тораптар) кенеттен істен шығуларға вандализм актілері себеп болуы мүмкін. Интенсивтілік қисығының екінші бөлігінде объектілердің сенімділігін арттыру үшін беріктіліктің қорлық коэффициенттерін жоғарылату керек. Бұл жағдайда да сенімділік жобалау кезеңінде қалыптасады. Электрмен жабдықтау жүйесін жақсарту (күшейту) шараларын қабылдай отырып, қалыпты жұмыс кезеңінде істен шығу интенсивтілігін төмендетуге болады. Интенсивтілік қисығының үшінші бөлігінде деградациялық (тозудан, ескіруден және реттеуден болатын) үрдістерден туындалатын біртіндеп істен шығулар әсер ете бастайды. Дәл осы жерде объектілердің қасиеттерін және жұмыстық сипаттамаларын қайта қалпына келтіруге бағытталатын техникалық қызмет көрсету, істен шығуларды идеалды жағдайда тіптен қалыпты жұмыс кезеңіндегі интенсивтіліктің деңгейіне дейін төмендетуге мүмкіндік береді. Жұмыс істеу және қалыпты жұмыс кезеңдерінде объектілерге техникалық қызмет көрсету жиі тек пайдасыз ғана емес, сонымен қатар зиянды болып саналады. Объектінің жұмысына кірлігу кенеттен істен шығулардың интенсивтілігін төмендендетпейді, сонымен қатар жұмыстың сапасы нашарлағанда жұмыс кезіндегі (приработканың) істен шығулардың толқуын болдырады. Электрмен жабдықтау жүйесі өзіне әр түрлі режимдерде жұмыс істейтін және бірдей емес жүктемелерді сынақтайтын көптеген әр түрлі құрылғыларды кіргізеді. Әр түрлі объектілер уақыттың әрбір нақты кезеңінде істен шығу интенсивтілігінің қисығының әрбір бөліктерінде табылады. Бұл жағдайда техникалық қызмет көрсету жүйенің істен шығулардың жалпы интенсивтілігінің тұрақтылығын сақтап тұруға арналған деп айтуға болады. Темір жол тораптары бойынша талдау көрсетеді: егер де істен шығу ағынының параметрінің флуктациясын және қозғалыс мөлшерінің монотонды өзгерістерін ескермегенде, онда 60-70 жылдардағы істен шығулардың интенсивтілігі шынымен де тұрақты болатын. Сол кездегі техникалық қызмет көрсету бойынша шаралар пайда болған деградация үрдістерін қарымталап отырды. Соңғы жылдары елімізде өндіріс пен тасымалдау көлемі төмендеп отыр. Еңбек өнімділігін сақтау және эксплуатациялық шығындарды төмендету үшін қызмет көрсететін персоналдың санын қысқартады. Темір жол көлігінің көбінде және тек қана техникалық эксплуатациямен айналысатын салаларында эксплуатациялық персоналдың талап етілген саны (мөлшері) қозғалыс мөлшерінен әлсіз тәуелді болады. Бұндай салаларға қазіргі кезде тартылым қосалқы станцияның және түйіспелі тораптың көптеген құрылымдарының ресурстары таусылған электрмен жабдықтау шаруашылығы жатады. Бұл еліміздің 15 жылға есептелген, 1956 жылы қабылданған бас жоспарға сәйкесті темір жолдарын масштабты электрлендірумен түсіндіріледі. 2000 жылға 85 мың километрден астам түйіспелі тораптың қызмет ету мерзімі 30 жылға жуық және одан жоғары болады. Бұл жағдай кадрлардың санын қысқартуға, техникалық қызмет көрсетуді ескере отырып, жөндеу базасыны нығайту және инженерлік -техникалық персоналдың квалификациясын жоғарылатуға байланысты ғылыми-негізделген тәсіл талап етіледі. Электрмен жабдықтау жүйесіндегі объектілерді эксплуатациялау кезеңінде шектелген ресурстың өзінде, олардың жұмыс қабілеттілігін ұстап отыру маңызды мәселенің біріне жатады және бұл мәселе, сенімділік теориясын және оның құрамдас бөлігін – техникалық қызмет көрсету теориясын пайдалану арқылы шешімін табады. Бұл тәсілді техникалық диагностика теориясын пайдаланған кезде және диагностикалау құралдарын дамытқанда пайдалануға болады. Құрылғыларды жұмысқа жарамдылығын (жұмыс қабілеттілігін) ұстап тұру (сақтау), келесі мәселелерді шешкенде ғана қамтамасыз етіледі: - параметрлердің өзгерісін болжамдау және объектілердің беріктілігі; - параметрлердің рұқсат етілген шектерін тағайындау; - параметрлерді және жүктемелердің өзгеру заңдылықтарын және әсер ететін ықпалдарды, соның ішінде көліктің қосалқы жүйесінен электрмен жабдықтау жүйесіне қатысты әсер ететін ықпалдарды анықтау; - сенімділіктің (істен шығулардың) модельдерін құру; - объектілердің ағымды жағдайы (күйі) және істен шығуы жайлы ақпарат жинау; - істен шығу себептерін талдау; - диагностика құралдарын және тәсілдерін құру; - техникалық қызмет көрсету стратегиясының параметрлерін таңдау және есептеу; - жұмысты ұйымдастыру.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сенімділік теориясымен шешілетін негізгі есептеулер
Сенімділік теориясымен шешілетін есептеулер келесі кезеңдерден тұрады:
1. Жобалау кезеңіндегі сенімділікті есептеу.
2. Істен шыққанда болатын шығындар мен жоғалтуларды есепке ала отырып резервтеудің тиімділігін арттыру.
3. Сенімділікке сынақтан өткізуді жоспарлау және олардың қорытындылары бойынша сенімділік көрсеткіштерін есептеу.
4. Пайдалану кезіндегі мәліметтер бойынша сенімділік көрсеткіштерін анықтау.
5. Істен шығудың таралу заңдылықтары мен олардың пайда болу механизмдерін зерттеу.
6. Техникалық қызмет көрсету мерзімдерін жиілету, резервте тұрған (қосымша) құрылғылар мен бөлшектердің көлемін (мөлшерін) көбейту, қызмет көрсететін және жөндейтін персоналдардың және т.б. санын көбейту.
Жоғарыда келтірілген мәселелерді ықтималдық теориясын, математикалық статистиканы, сызықтық және динамикалық прогаммалау тәсілдерін, ауқымды (көлемді) қызмет көрсету теориясын пайдалану арқылы жүзеге асырылады.
Cенімділік теориясының ұғымдары. МЕСТ-27.0002-89 сәйкес бірқатар анықтамаларды келтіреміз:
сенімділік -бұлобъектінің, пайдалану шарттарына, яғни белгілі бір нақты режимдерге және пайдалану, техникалық қызмет көрсету, жөндеу, сақтау және тасымалдау шарттарына сәйкестелген белгілі бір шектікте уақыт бойынша белгілі эксплуатациялық көрсеткіштердің мәндерін сақтай отырып берілген функцияларды орындау қасиеттері;
істен шықпай жұмыс істеу - объектінің қандай да бір уақыт аралығында немесе қандай да бір жұмыс өндіруінде үздіксіз жұмыс істеу қабілеттілігін сақтау. Істен шықпай жұмыс істеу көрсекіштері: істен шықпай жұмыс істеу ықтималдығы, істен шыққанға дейінгі орташа жұмыс өнімділігі, істен шығулардың интенсивтілігі, істен шығулардың ағынының параметрі, істен шығу жұмыс өнімділігі;
мәңгілік - бұл объектіге техникалық қызмет көрсету және жөндеудің бекітілген жүйесі кезінде шектік күй басталардан бұрынғы оның жұмыс қабілеттілігін сақтау қасиеті;
жөндеуге жарамдылық - бұл объектінің істен шығу немесе бұзылу себептерін табуға және ол жайында ескертуге икемділігін және оларды жөндеу жүргізу және техникалық қызмет көрсету арқылы жоюмен қорытындыланатын қасиеті. Жөндеуге жарамдылық көрсеткіштері: белгілі бір уақыт ішінде қайта қалпына келтіру, қалпына келтірудің орташа уақыты;
сақталуы (бүтіндігі) - объектіні сақтау (қоймаларда сақтау) және тасымалдаудан бұрынғы және кейінгі уақытта оның жұмысқа жарамдылық қалпын үнемі сақтау қасиеті;
түзу күй (түзетілген) – объектінің барлық нормативті-техникалық талаптарға және (немесе) конструкторлық (жобалық) құжатқа сәйкес күйі;
жұмысқа қабілеттілік (жұмысқа жарамдылық) - бұл объектінің нормативті-техникалық құжаттармен орнықталған шектіктерде белгілі (нақты) параметрлердің мәндерін сақтай отырып берілген функцияларды орындау қабілеттілігі;
шектік күй (шектік жағдайы) - бұл объектіні одан әрі пайдалануға жарамайтын күйі, яғни объектінің белгілі шектікте оның берілген параметрлеріне күтім жасалмауынан, оны ары қарай қажетке пайдалану мүмкіндігі болмайтын кездегі күйі. Бұл кезде пайдалану тиімділігінің рұқсат етілген шектіктен төмендеуіне және орташа немесе күрделі жөндеу жүргізу қажеттілігіне байланысты объектіні ары пайдалануға болмайды. Шектік күйлердің (жағдайлардың) белгілері де белгілері нормативті-техникалық құжаттарда көрсетіледі;
бұзылу (ақаулану) –объектінің жұмысқа жарамдылығын сақтай отырып, оның түзу күйінің бұзылуын қорытындылайтын жағдай;
жұмыс өнімділігі - бұл объектінің жұмыс көлемі немесе ұзақтылығы.Объектінің түріне байланысты жұмыс өндірімділігі өндірілген өнімнің бірлігінде; реленің іске қосылу мөлшері және т.б. өрнектелуі мүмкін;
қор (ресурс)- бұл объектінің, оны алғашқы пайдаланудан бастап (немесе күрделі жөндеуден кейінгі қайтадан жаңаруы) шектік күйі басталарға дейінгі жұмысының өнімділігі. «Қызмет көрсету мерзімі» ұғымы «өнімділік» ұғымына сәйкес, бірақ та оның мағынасы тек күнтізбелік ұзақтылықпен шектеледі;
істен шығу - бұл объектінің жұмыс қабілеттілігінің бұзылуын қорытындылайтын жағдай. Істен шығу белгілері нормативті-техникалық құжаттармен анықталады;
Істен шығу түрлері:
тәуелді істен шығу деп бір элемеyттің істен шығуы басқа бір элементтің сенімділік көрсеткішіне ықпалы болған кездегі істен шығуды айтады;
тәуелсіз істен шығу деп бір элементтің істен шығуы басқа бір элементтің сенімділік көрсеткішіне ықпалы болмайтын кездегі істен шығуды айтады;
бөлшектік (анда санда) істен шығу деп объектінің жүктелген функцияларды әлі де болса орындай алатын кездегі, бірақ төмен (нашар) көрсеткіштермен орындайтын кездегі істен шығуды айтады;
толық істен шығу объектінің жұмыс істеу қабілетінің бұзылуын болдырады;
апаттық істен шығу деп объектінің жұмыс істеу қабілетін бұзылуын болдыратын істен шығуды айтады;
параметрлік істен шығу деп объекті жұмыс істеуін жалғастыра беретін кездегі істен шығуды айтады, бірақ бұл кезде оның эксплуатациялық көрсеткіштері өзгереді;
Істен шығудың кездейсоқ (кенеттен) және біртіндеп (жайлап) істен шығу деп бөлінуі жорамалмен болжамданады.
Өздігінен жоғалатын істен шығу ажыратылудеп аталады.
Сенімділік теориясында «жүйе», «элемент», «қалпына келетін (келмейтін) объект» немесе «жөнделетін (жөнделмейтін) объект» деген ұғымдар жиі қолданылады:
объект -нақты мақсатқа тағайындалған зат (құрал);
жүйе– өзімен бірге белгілі бір нақты мәселелерді шешу кезінде бір бірімен өзара әсерлесетін және функционалды байланысқан элементтердің жиынтығын көрсететін объект;
элемент- өзімен бірге жүйенің қарапайым бөлігін көрсететін объект, оның жеке құраушылары нақты қарастыруда өзіндік қызығушылықты болдырмайды.
Жүйе және элементбір бірімен тығыз байланысады: бір зерттеуде жүйе болып есептелетін объект, егер де үлкен масштабты обектіні зерттеу кезінде элемент ретінде қарастырылуы мүмкін. Мысалы, темір жолдың электрлендірілген бөлігінің электрмен жабдықтау жүйесінің сенімділігін есептеу кезінде тартылым қосалқы станциясы элемент ретінде қарастырылады, ал қосалқы станцияның сенімділігін қарастырғанда ол жүйе ретінде қызмет атқарады;
қалпына келмейтін (келетін)немесе жөнделмейтін (жөнделетін) объект– қарастырылатын жағдайда нормативтік және (немесе) конструкторлық (жобалық) құжаттарда жұмысқа жарамдылық күйін қалпына келтіру қарастырылмаған объект.
Бақылау сұрақтары
1. Объектінің сенімділігі деген ұғымды қалай түсінесіз?
2. Объектінің істен шығуы қандай себептерден болады?
3. Объектінің сенімділігін қалыптастырудың қанша сатысы болады?
4. Объектінің істен шығу түрлерін көрсетіңіз.
5. Объектінің істен шықпай жұмыс істеуі дегенді қалай түсінуге болады?
6. Кездейсоқ істен шығу деген не?
7. Апаттық істен шығу деген не?
8. Объектінің жұмысқа қабілеттілігі деп оның қандай күйін айтады?
Әдебиеттер тізімі:
1. Койшибаева К.Ж. Электрмен жабдықтау құрылғыларының сенімділігі және пайдалану: Оқу-әдістемелік құралы. Алматы.: ҚазККА, 2013ж.
2. Койшибаева К.Ж. «Электрмен жабдықтау құрылғыларының сенімділігі және пайдалану» пәнінен тәжірибелік сабақтарға арналған әдістемелік нұсқаулар. Алматы.: ҚазККА, 2012ж.
3. Койшибаева К.Ж. «Электрмен жабдықтау құрылғыларының сенімділігі және пайдалану» пәнінен оқытушының жетекшілігімен студенттің өздік жұмысын орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар. Алматы.: ҚазККА, 2013ж.
4. Ефимов А.В. Галкин А.Г. Надежность и диагностика систем электроснабжения железных дорог: Учебник для вузов ж/д транспорта. М.: УМК МПС России. 2000г.
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 1857; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!